論建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的裂縫問題

李鳳春 王興濤

摘 要：目前，我國建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計也確實(shí)還存在著一些問題，其中設(shè)計中的裂縫問題是比較嚴(yán)重的問題之一。結(jié)構(gòu)裂縫會嚴(yán)重影響到建筑工程的正常投入使用及結(jié)構(gòu)安全。為了盡可能的減少結(jié)構(gòu)設(shè)計中的裂縫問題的發(fā)生，必須在結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中使用更加嚴(yán)格有效的預(yù)防與解決措施。

關(guān)鍵詞：建筑工程;結(jié)構(gòu)設(shè)計;裂縫;解決措施

建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計是整個工程中最重要的一部分，但是實(shí)際的設(shè)計過程中往往存在較多的問題，本文對結(jié)構(gòu)設(shè)計中裂縫出現(xiàn)的原因進(jìn)行探討，同時提出相應(yīng)的解決對策進(jìn)行控制。

1 建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的裂縫問題

1.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計存在較嚴(yán)重的缺陷與錯誤

結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中存在的缺陷一般主要包括了兩大方面的原因：

一是，墻壁被長時間的暴露在外。由于建筑物的墻壁擁有一定的長度，并且一般還比較薄，但是一般情況下這種結(jié)構(gòu)很容易受到溫度與濕度的變動影響，因此經(jīng)常會由于額外增加的溫度應(yīng)力和濕度應(yīng)力的作用而導(dǎo)致墻體出現(xiàn)了較嚴(yán)重的裂縫問題。

第二，就是任意的提升砼強(qiáng)度的級別。在實(shí)際的施工進(jìn)行中，對砼墻壁的綜合性和它的抗?jié)B透性能進(jìn)行了一定的考慮，不正確的以為安全性能和砼強(qiáng)度的等級是成正比的，只需要把砼強(qiáng)度的等級進(jìn)行大幅度的提升，就可以提高建筑的安全性能。

所以為了把施工過程中發(fā)現(xiàn)的缺陷進(jìn)行修改，就對砼強(qiáng)度進(jìn)行任意的提升，但是這是不科學(xué)的，導(dǎo)致了水泥的使用量大量增加，砼進(jìn)行一定的干縮形變會變大，從而引發(fā)了結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。

1.2 水泥石發(fā)生了體積上的變化

在建筑行業(yè)中，水泥石的體積改變一般是被當(dāng)成一項重要的性能指標(biāo)。一般有三種成因會導(dǎo)致水泥石發(fā)生體積上的改變。

第一，水泥漿出現(xiàn)了化學(xué)減縮。

第二，水泥石出現(xiàn)了失水性收縮。

第三，水泥石發(fā)生了碳化收縮。

其中砼的失水收縮大概在0.3mm/m至0.6mm/m范圍內(nèi)，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)大過了由于互相之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致的收縮程度，要引起相當(dāng)?shù)闹匾暋?/p>

2 建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在裂縫問題的解決對策

2.1 對溫度裂縫的解決對策

在實(shí)際的建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，首先要采用建筑平面設(shè)置原則、結(jié)構(gòu)受力要采用更加的合理簡化的結(jié)構(gòu)設(shè)置，不能有較多的凹凸出現(xiàn)，避免因外界溫度應(yīng)力統(tǒng)一加強(qiáng)而導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫的問題。建筑的長寬高比例要滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的需求。尤其是建筑物的長度，一定不要超過溫度變化導(dǎo)致結(jié)構(gòu)伸縮產(chǎn)生最大間距的范圍。在給建筑砌墻體的時候，要在建筑縱墻方向盡可能的少設(shè)置門與窗戶。溫度裂縫產(chǎn)生的最根本原因還是磚墻自身、圈梁、屋面板發(fā)生了溫度導(dǎo)致的變形和互相之間的較大溫度差異所導(dǎo)致的，其中屋面板保溫層的性能高低會直接關(guān)系到頂層磚墻的裂縫程度的輕重。所以，在對屋面保溫層的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，一定要注意是否滿足熱工需求標(biāo)準(zhǔn)，特別是它的施工方式與保溫材料的選擇上必須按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格執(zhí)行，在建筑的結(jié)構(gòu)方面，每個縱墻與橫墻的頂層都要添置圈梁，來增加它的整體性和抵抗因溫度導(dǎo)致裂縫的性能。在設(shè)計圈梁的過程中，頂層的圈梁特別是縱向的圈梁的高度要盡可能低一點(diǎn)，避免磚墻和圈梁相互發(fā)生約束的現(xiàn)象，頂層的砂漿強(qiáng)度不能少于M5.0，砌體的強(qiáng)度不能少于MU10，同時砌墻體的寬度不要少于2.4公分。減少墻體和屋蓋之間的溫度差值能夠有效的防止因溫度產(chǎn)生的裂痕，因此可以在對屋面結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計的過程中使用添加架空層面等隔熱保溫的方法。

2.2 使用鋼纖維混凝土有效控制結(jié)構(gòu)裂縫

在鋼筋混凝土梁的底層鋪設(shè)一定的鋼纖維，讓它能夠和混凝土一起抵御建筑物開裂，進(jìn)而能夠有效提升鋼梁的內(nèi)在抵抗裂痕的性能。在滿足設(shè)計要求的同時，還要注意符合標(biāo)準(zhǔn)中對于裂縫寬度或者抗裂度的規(guī)定。添加了鋼纖維的鋼筋混凝土梁，在鋼纖維的添加體積率達(dá)到1%～1.5%的范圍之內(nèi)，同時當(dāng)受拉區(qū)的鋼筋線位混凝土層的截面是梁截面高度的30%的時候，能夠很好的控制住梁體出現(xiàn)裂痕。一樣的原理，當(dāng)受拉區(qū)的鋼纖維混凝土層的截面高度是梁截面高度的30%的時候，它的彎拉功能就能接近到全截面的鋼纖維混凝土梁。這關(guān)鍵在于鋼纖維能夠通過粘結(jié)力在混凝土裂縫的頂部應(yīng)力范圍形成一種反方向的應(yīng)力范圍，從而減少了混凝土裂縫頂部形成的應(yīng)力統(tǒng)一，這樣就能夠有效的控制住裂縫的進(jìn)一步加速，讓荷載作用下的混凝土構(gòu)件產(chǎn)生裂痕得到延遲。鋼纖維可以和沒有裂痕的混凝土一起承受住開裂截面上部的一些拉力，從而降低了開裂截面上部的鋼筋應(yīng)力作用，這在整個的裂縫形成并擴(kuò)張的過程中可以起到有效的阻礙效果，顯著提升了裂縫之間的混凝土的完整性和部件的硬度。

2.3 正確設(shè)計結(jié)構(gòu)的大小和合理的選擇建材

因為建筑材料發(fā)生變形的程度和內(nèi)在的溫差都是形成混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂痕的主要原因，如果在結(jié)構(gòu)尺寸偏大的時候，結(jié)構(gòu)隨材料的形變和溫度差異導(dǎo)致的應(yīng)力就會不斷增加，很容易在建筑工程的樓板和墻體中形成橫向裂縫。通過相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計表明，結(jié)構(gòu)所遭受的應(yīng)力作用大小和長度的關(guān)系是非線性相關(guān)的，所以，在結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，特別要注意保證結(jié)構(gòu)的大小規(guī)格合乎標(biāo)準(zhǔn)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中采用正確的設(shè)置方案讓結(jié)構(gòu)在實(shí)際使用中能夠完成整體綜合度高的同時調(diào)配正確結(jié)構(gòu)部件受力清晰，在計算配筋規(guī)格與數(shù)量的時候一定要認(rèn)真按照國家有關(guān)規(guī)章制度來進(jìn)行，這樣才能夠有效的減少結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象。在設(shè)計實(shí)施的時候要盡可能的選擇采用發(fā)生形變簡易度與大小比較相近的建材，這樣就可以從根本上控制住因建材內(nèi)在發(fā)生形變導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的問題。

3 結(jié)語

綜上所述，當(dāng)今建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中出現(xiàn)的裂縫問題比較普遍，為此進(jìn)行了原因上的深入探討，包括了水泥石的體積變化，施工的不仔細(xì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計存在一定的缺陷等，然后有針對的提出了相關(guān)的解決對策，希望能有效改善這種狀況，促進(jìn)我國建筑行業(yè)的良性發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]應(yīng)偉智，張星宇.改造工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的幾點(diǎn)探討[J].中國科技信息，2005（15）.